引水式电站压力钢管局部屈曲变形处理

在施工阶段,引起压力钢管屈曲变形的有管背围岩大面积塌方、过大的外荷载或者施工不当等原因。本文以工程实例分析钢管屈曲变形,介绍了变形钢管局部割除以及替换钢板制作安装的施工要求,经过充水试验和试运行阶段再次检查,满足各项设计技术指标,整个钢管衬砌段未发现异常,屈曲变形处理取得良好效果。     

加劲式压力钢管外压稳定性有限元屈曲分析

埋藏式压力钢管抗外压稳定是工程设计中的关键问题。在考虑钢管的初始缺陷、塑性行为以及大变形的基础上,利用ANSYS三维有限元软件,进行了加劲式压力钢管的特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,给出了加劲式压力钢管的失稳屈曲模态和荷载位移曲线,并将计算结果与解析算法的结果进行了比较,论证了使用有限单元法进行加劲式压力钢管屈曲分析的可行性;同时讨论了不同初始缺陷、管壁厚度和加劲环尺寸对加劲式压力钢管临界荷载的影响。     

加劲环钢管均匀外压弹性屈曲解的对比分析

加劲环钢管广泛应用于水利水电等工程领域,其外压稳定性是关注的重点问题。针对受均匀外压作用的加劲环管的弹性屈曲解进行了分析,将加劲环管的屈曲外压求解归结为非线性整数规划问题。详细比较了加劲环管的屈曲外压计算的精确式和近似式,证明目前设计所采用的近似式给出的临界压力总是比精确式给出的小,是更为保守的。以屈曲外压计算的精确式和设计采用的近似式为基础,推导了加劲环临界间距的表达式,从而明确了屈曲外压计算公式的适用范围,因考虑了管道的厚径比的影响,与现有文献的结果相比更为合理。对不同加劲环间距和加劲环约束程度的钢管进行了弹性屈曲有限元分析,利用所得的临界外压值详细考察了屈曲外压解析解的适用性和精度,进一步证明解析解和设计规范的公式都是偏于安全的,实际加劲环钢管的临界外压相比理想加劲环钢管都有不同程度的提高。     

环肋加劲压力钢管的有限元屈曲分析

压力钢管在外压下极易失稳,为了研究环肋加劲压力钢管的屈曲临界载荷,以某二级水电站压力钢管的下平段为例,基于结构屈曲理论,利用有限元软件ABAQUS分析了钢管的线性屈曲情况,在此基础上考虑钢管的大变形及初始缺陷,分析了钢管的非线性屈曲情况。结果表明,有限元法可以合理地考虑加劲环和管壁的相互作用,比规范法、阿姆斯图兹法单独考虑加劲环管段和中间管段的外压稳定更加合理。鉴于加劲环可显著提高压力钢管抗外压稳定能力,还研究了加劲环局部稳定适宜的高厚比,以期为更好地使用规范提供参考。     

山口岩水利枢纽工程压力钢管抗压稳定分析

在分析埋藏式压力钢管屈曲失稳破坏及其原因的基础上,提出了防止压力钢管屈曲失稳破坏的预防措施,并结合山口岩水利枢纽工程,对压力钢管进行了抗压稳定分析,为压力钢管的设计施工提供了依据。     

带加劲环埋藏式压力钢管的外压屈曲分析

带加劲环的埋藏式压力钢管的稳定问题是埋藏式压力钢管设计中最棘手的问题之一。本文比较分析了带加劲环埋藏压力钢管外压分析所采用的一种国内学者的方法和三种国外学者的方法，还给出了实例进行对比分析，文末作者为更精确的解决这一问题而提出了改进Ｅ．Ａｍｓｔｕｔｚ法的一些建议。     

埋藏式钢管外压稳定计算

近几十年来,随着水利水电建设和科学技术的发展,埋藏式钢管的采用越来越普遍。埋藏式钢管有坝内式和隧洞式两种,二者具有相似的工作特点。在内水压力作用下,埋藏式钢管可由外围混凝土或围岩承担部分内水压力,从而减小管壁的厚度。但是,埋藏式钢管还要承受较高的外部压力,如未凝固混凝土的压力、灌浆压力和外部地下水压力等,而钢管是一种薄壁结构,抵抗外压的能力很低。在外压的作用下,管壁会过早地丧失承载能力而屈曲,即发生失稳破坏。因此,外压稳定计算往往是埋藏式钢管设计计算的控制情况。     

有限柱壳条元法在埋藏式压力钢管外压稳定分析中的应用

采用半解析有限柱壳条元法分析带加劲环的埋藏式压力钢管外压稳定性问题,轴向采用解析函数,周向采用离散的Hermite多项式函数.解析函数与离散的多项式函数相结合的位移模式,不但减小了自由度,提高了计算精度,而且能非常方便的处理可变的单元宽度模拟周向失稳屈曲波形变化的问题.这种方法与Amstutz方法比较,克服了Amstutz方法不考虑加劲圆环的约束作用及把压力钢管简化成圆环拱的计算.通过算例得出了结构外压失稳的欧拉曲线,验证了半解析有限柱壳条元法的正确性与合理性.     

加劲环式地下埋管非线性有限元屈曲分析

结合某水电站引水发电系统,对加劲环式地下埋管进行了外压作用下的有限元屈曲分析,研究结果表明:对于加劲环式地下埋管,钢管临界压力随椭圆度等初始缺陷幅值的增加基本呈线性下降;钢管与回填混凝土之间初始缝隙值的增大也将逐渐降低临界压力,尤其当初始缝隙值增大至钢管半径的10/万后,钢管临界压力与加劲环式明钢管临界压力几乎相等.当...     

钢管混凝土拱肋的混凝土压注技术应用介绍

钢管混凝土是指在钢管内填充混凝土而形成的组合材料.钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点,它充分发挥了混凝土耐抗压的性能优势,同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点.钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、抗震性能好、建材省、造价低等优点,被广泛应用于公路工程.     

16锰钢焊缝区在弹塑性状态下的特性研究和在埋藏式钢管中的应用

本文是“１６锰钢在弹塑性状态下的特性研究和埋藏式钢管中的应用”［１］一文的续篇．进一步对１６锰钢的焊缝区域在不大于１１％预应变范围内的拉伸、冲击、疲劳和断裂等特性作了试验研究．从材料性能方面更深一步论证了钢管弹塑性原理的可靠性和可行性．     

鸭池河水电站压力钢管外压稳定性设计

采用解析法和半解析有限元法分别对鸭池河水电站埋藏式加劲压力钢管进行外压稳定性计算。在计算分析过程中,考虑了初始缺陷因素对埋藏式加劲压力钢管抗外压稳定性的影响,使得计算结果更加接近于工程实际;从而为埋藏式加劲压力钢管的外压稳定性计算提出了一种更加行之有效的方法。     

无单元技术在压力管道屈曲失稳分析中的应用

本文将加肋的水工压力管道看成厚曲梁与柱壳的组合体，考虑肋壳的相互作用，推导了厚曲梁及柱壳的非线性几何方程。应用无单元技术建立曲梁的位移形状函数，消除了有限元法计算板壳时的闭锁现象。推导出了加肋柱壳的稳定性分析及静态和动态分析的一般性数学表达式。基于上述理论及水工压力管道实际工作状态，建立了分析压力管道屈曲失稳的模型。     

关坎电站压力钢管的破坏与修复

引水式电站的压力钢管抗外压失稳破坏问题应引起重视,尤其是在压力钢管道放空过程中,应注意控制放空速率和设置相应的补气装置,这类问题在小水电站增效扩容建设中比较多见,应避免类似情况的发生。     

三峡压力钢管爆炸法消除焊缝应力的应用

近年来，国内外水电站引水压力钢管的设计上较多使用大厚度的高强钢材料。对于减少引水压力钢管制造和安装焊接中产生的应力，特别是调质状态的高强钢压力钢管的焊接应力，国内外报导不多。三峡工程引水压力钢管应用爆炸方法消除焊缝残余应力，对其它类似工程可起借鉴作用。     

水电站埋藏式压力钢管设计准则探讨

介绍瑞士在地下埋藏式压力钢管设计方面的一些设计准则和方法及其应用情况，并与我国现行设计方法进行了比较。以某水电工程埋藏式压力钢管为例，着重讨论围岩承载能力的确定和钢衬、围岩之间荷载的分配，以及确定钢衬长度的方法。     

考虑初始缝隙的埋藏式光面管临界外压经验公式

为了避免水电站埋藏式压力钢管发生外压失稳问题,以埋藏式光面管为研究对象,首先对比分析了国内外主要临界外压经典理论与经验计算方法的不足,总结出临界外压的主要影响因素。根据一系列试验数据和原型资料进行回归分析,建立了考虑初始缝隙的临界外压经验公式。采用一系例工程实例对比验证了该公式的有效性,表明该公式可用于压力钢管临界外压的计算。     

积石峡水电站大直径压力钢管整体卷制对螺旋线变形的控制

积石峡水电站压力钢管整体卷制是大直径钢管制作的一种新工艺,已获得国家专利。整体卷制技术改变了压力钢管制作的传统工艺,全过程无需起吊设备实现流水线作业。但在整体卷制过程中会产生程度不同的螺旋线性变形,如其变形不能有效控制就会影响管节制造质量。积石峡水电站采取了相应的预防措施,有效控制了螺旋变形。     

龙开口电站钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析

龙开口水电站采取钢衬钢筋混凝土坝后背管的结构形式。应用非线性有限元理论,分析得到了该坝后背管结构的承载规律,研究了钢衬和外包钢筋混凝土的应力、位移分布规律,以及钢衬的承载比例。分析结果表明,随着内水压力增加,钢管承载比例系数经历了减小、增加、再减小的过程;在设计水头作用下,坝后背管结构安全系数满足设计要求。钢衬钢筋混凝土坝后背管是一种经济、安全、合理的结构形式,应用前景广阔。